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摘要：大量工程实践证明，建筑隔震技术能有效提升房屋建筑工程抗震设防能力,减轻地震危害。近年来隔震设计越来越被技术人员重视，在许多工程中均投入使用，相关隔震设计中需要攻克的技术要点成为了隔震设计质量的关键。针对一般建筑结构的隔震目标的设定、隔震层位置的确定以及隔震计算分析的相关问题进行分析探讨，提出了一些关于建筑隔震设计的具体实施细则，为隔震设计提供了参考。
关键词：房屋建筑；隔震结构设计；分析
中图分类号：TU352文献标识码：A
1 引言
我国经济实力逐年提升，进而对建筑的抗震设计要求日益增加，随之而来的便是学术界以及工程界对隔震设计的提出及应用。隔震设计经过几年的发展，逐步得到人们的认可，许多隔震设计的建筑在地震中表现出了惊人的抗震性能。学术界有关建筑隔震方面的研究也标新立异，层出不穷。然而，现有研究成果并不能直接指导工程设计的实际问题，隔震设计的有关规范规程也较为局限，隔震设计中许多情况下以经验设计为主。本文通过对隔震设计中隔震目标、隔震层位置以及隔震分析问题的梳理，总结了设计要点，与同行共勉。
2 房屋建筑结构隔震设计方法
上部结构位于隔震层的最上面，地震时会出现移动，位移的方向是各个方向的,位移的距离主要是根据设计来计算。为了在地震中隔震层不受阻碍，对上部结构的设计应注意以下几点：①周围应设置防震缝。②与地面之间应设置一条水平隔离缝，如果水平缝难以设置，应该设置水平的滑移垫层。③楼梯、电梯和走廊里应避免有障碍物。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（2）隔震层就是安装有隔震部件的地方，其上下楼层之间很容易发生变形，必须使用隔震措施来吸收这种变形。隔震层里面除了安装一些隔震系统的管线以外，不能用于其他用途。为了保证建筑的安全性，也可以将其封闭。建筑物与隔震层的外周外墙的防护构造，如果属于隔震层必要的构造，例如挡雨构件等，不计入建筑面积。（3）下部结构的设计一般在隔震层的下面，对隔震层起着支撑的作用。在概念设计中，下部结构是一个最基本也最重要的部分，一定要选取合适的材料和施工方法，保证隔震层下部结构的稳固。
3 建筑隔震结构的设计
3.1 建筑隔震体系的组成
隔震系统由隔震支座、阻尼器、抗风装置、限位装置等组成，隔震系统须具备三项基本功能:可靠支撑上部结构的竖向承载能力、水平向耗能隔震能力、震后自复位能力。隔震系统通常设置在基础和上部结构之间，故又称之为隔震层，建筑隔震体系由上部结构、隔震层和下部结构三部分组成。隔震房屋常选用叠层橡胶支座，主要类型为普通橡胶支座和铅芯橡胶支座。叠层橡胶支座的主要性能参数有:水平和竖向刚度、竖向承载力、屈服后的刚度比、水平变形能力、阻尼比等。叠层橡胶支座抗拉屈服强度较低，抗震设计时应尽量避免其受拉，宜通过控制建筑物高宽比来控制结构整体倾覆力矩，防止支座压屈破坏或拉应力超过1Mpa。
3.2 隔震层位置的确定
建筑物无地下室时隔震层位置的确定。对于无地下室的建筑物，隔震设计时需要于地下增设1层作为隔震层，以满足隔震要求。隔震层层高无需太高，一般梁底到地面的净高控制在600mm以内，而关于叠层橡胶支座隔震建筑构造的设计要求中规定梁底面到地面的净高控制在1m以内即可，这样一来新增隔震层的层高即为“1m+梁高”。以上关于隔震层层高要求主要是考虑隔震层日后维护和检修的操作空间需要。隔震层梁高以实际计算结果为准，楼板厚一般不小于16cm。（2）建筑物有地下室时隔震层位置的确定。对于有地下室的建筑物，则不必新增隔震层，可将隔震层设置于地下室这一层，充分利用已有地下室的空间。隔震支座多设置于地下室柱顶，如此则减少了新增隔震层增加的费用，具有良好的经济性。需要注意的是，对地下室层高较高的建筑物，如将隔震支座设置在地下室柱顶，必然会导致下支墩高度较高，计算长度增加，如此设计出的下支墩截面较大，地下室空间的使用受到限制。因此对上述情况可于下支墩顶部设置拉梁，还可以单独增设隔震层，效果较佳。鉴于目前我国隔震的研究和设计水平，国内隔震建筑很少在高烈度地区使用层间隔震设计。
3.3 隔震结构的计算分析
建立隔震和非隔震两种计算模型，按抗震规范要求选取一定数量的地震波，其中地震影响系数最大值和峰值加速度按设防地震输入，两种模型应选用在统计意义上相符的相同地震波，分别采用时程分析法计算各层剪力包络值。对于多层建筑，隔震与非隔震结构各层层间剪力的最大比值即为水平向减震系数β。隔震后的水平地震影响系数最大值αmax1=βαmax/ψ，其中αmax为非隔震的地震影响系数最大值，ψ为调整系数，一般取0.80，αmax1减小相当于降低了设防地震烈度，上部结构可用多遇地震振型分解反应谱法按降低烈度后的普通抗震结构计算。隔震后的设防地震烈度和加速度以减震系数0.40划分界限，隔震结构抗震等级按照降低后的烈度取值，隔震结构设计最小水平地震烈度不得低于6度。如某工程抗震设防烈度8度，设计基本地震加速度值0.2g，隔震设计模型计算所得水平向减震系数0.35＜0.40，根据规范隔震后结构水平地震作用所对应的设防地震烈度7度，设计基本地震加速度值0.1g，即采用此隔震技术本工程结构能达到降低一度设防的目标。
3.4 隔震支座设置
隔震支座通常采用叠层橡胶支座。它由橡胶和钢板层压在一起。由于橡胶的弹性模量很小，可以制成薄层，用钢板来限制轴向压力引起的侧向膨胀。既能减少轴向变形，又能产生较强的抗压能力。在水平力作用下，叠层橡胶支座会随着弹性模量的变化而变形，从而形成水平的、软的和垂直的固体支撑。叠层橡胶支座的水平变形能力十分重要。为了保证其水平变形，橡胶层可以增厚，但纵向支撑力会下降，水平刚度轴向力的相干性会变大。假定底层车库底部设置了隔震支座，半地下车库在房屋周围应留有较大空间，以保证橡胶垫具有足够的变形空间。因此安装地点选择在车库底部的车库顶板、车库楼层柱周围布置立柱。
4 结束语
通过对隔震建筑的具体设计过程进行梳理，针对隔震设计过程当中隔震目标、隔震层位置的设置以及隔震结构计算分析中具体实际问题进行概括总结，经隔震设计后建筑需满足经济性高、抗震性好以及可靠性强的宏观设计目标；具体设计中可对隔震后结构考虑水平地震作用的地震烈度降低半度、一度或一度半；对无地下室的建筑，需要增设1层作为隔震层，且层高需满足后期检修要求；对有地下室的建筑，可将隔震层设置于地下室这一层；按照要求对隔震支座初布后，结构计算分析中需满足水平向减震系数不超过预期值和隔震层位移不超限的设计要求，以满足前期隔震设计目标的规定。以上设计要点的概括将会对建筑隔震设计提供一定参考。
参考文献
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论文作者:黄朝军,陈鹏
论文发表刊物:《防护工程》2017年第14期
论文发表时间:2017/11/6
标签：支座论文; 结构论文; 水平论文; 地下室论文; 橡胶论文; 建筑论文; 地震烈度论文; 《防护工程》2017年第14期论文;